解密黄单胞菌乙酰转移酶 GumG：解析催化多样性，阐明作用机制，并增强酶的多功能性

黄原胶是由野油菜黄单胞菌（Xanthomonas campestris）产生的一种结构复杂的胞外多糖，也是研究最为广泛的微生物生物聚合物之一。作为石油基聚合物的一种可持续替代物，其更广泛的应用有赖于对多糖修饰的精确调控，然而这些修饰的酶学基础仍未被完全阐明。在本研究中，我们表征了 GumG 的活性及其底物范围；GumG 是一种含 AT-3 结构域的膜结合乙酰转移酶，负责黄原胶的 O-乙酰化。通过结合质谱分析以及体外和体内实验，我们表明 GumG 可介导外侧甘露糖残基的非特异性乙酰化，并表现出显著的底物兼容性。GumG 还表现出有限的丙酰转移酶活性，能够以 8.27:1 的比例生物合成乙酰化-丙酰化杂合黄原胶。分子对接和对 31 种黄原胶变体的分析鉴定出一个由 Val67 和 Phe71 界定的胞质底物结合口袋，该口袋决定供体特异性；同时，工程化 GumG 变体（F71L）表现出增强的丙酰转移酶活性。此外，推测周质侧的 His40-Trp143-Asp246-His297 基序构成其催化中心。综上，这些发现揭示了 GumG 多功能性的机制基础，并为工程化改造具有定制理化性质的黄原胶衍生物建立了理论框架。

黄原胶是由野油菜黄单胞菌（Xanthomonas campestris）产生的一种结构复杂的胞外多糖，也是研究最为广泛的微生物生物聚合物之一。作为石油基聚合物的一种可持续替代品，其更广泛的应用需要对多糖修饰实现精确调控，然而这些修饰的酶学基础目前仍未被完全阐明。在本研究中，我们表征了GumG的活性及其底物范围；GumG是一种含有AT-3结构域的膜结合乙酰转移酶，负责黄原胶的O-乙酰化。结合质谱分析以及体外和体内实验，我们表明GumG可介导外侧甘露糖残基的非特异性乙酰化，并表现出显著的底物多样性。GumG还表现出有限的丙酰转移酶活性，从而能够以8.27:1的比例生物合成乙酰化-丙酰化杂化黄原胶。分子对接以及对31种黄原胶变体的分析表明，由Val67和Phe71界定的胞质底物结合口袋决定了供体特异性；同时，工程化的GumG变体（F71L）显示出增强的丙酰转移酶活性。此外，我们提出周质侧的His40-Trp143-Asp246-His297基序构成其催化中心。这些发现共同揭示了GumG多功能性的机制基础，并为工程化具有定制理化性质的黄原胶衍生物建立了理论框架。

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🏷️ 黄原胶 乙酰转移酶 酶工程 底物特异性 多糖修饰